DE60007674T2

DE60007674T2 - Siede- und Kühlvorrichtung

Info

Publication number: DE60007674T2
Application number: DE60007674T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Osakabe; Hajime Sugito
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2020-03-04
Also published as: EP1035398A1; EP1035398B1; US6561262B1; DE60007674D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Siede- und Kühlvorrichtung zum Übertragen von Wärme von einem Heizkörper, und insbesondere eine Siede- und Kühlvorrichtung zum Übertragen von Wärme, welche eine Überhitzung reduziert, eine Kühlbehältersteifigkeit erhöht und eine Wärmeübertragungsleistung erhöht.
Derzeit wurden Siede- und Kühlsysteme konstruiert, um Komponenten wie beispielsweise IGBT-Module zu kühlen. Ein solches System ist in der japanischen Patentanmeldung der Offenlegungsnummer 8-78588 offenbart. Wie in 5 dargestellt, enthält diese Siede- und Kühlvorrichtung einen Kältemittelbehälter 100 zum Speichern eines flüssigen Kältemittels und einen über dem Kältemittelbehälter 100 angeordneten Kühler 110. In dem Kühler 110 sind innere Wellrippen 120 vorgesehen, die zur linken Seite versetzt sind, wie dargestellt. Als Ergebnis dieser Konstruktion wird Kältemitteldampf zuerst durch Wärme von dem Heizkörper 130 gesiedet. Das gesiedete Kältemittel steigt nach der Bildung in dem Kanal 140 auf der rechten Seite der inneren Rippen 120 in dem Kühler 110 auf. Der Dampf strömt in den oberen Raum 150 in dem Kühler 110, wo er durch ein externes Fluid in eine kondensierte Flüssigkeit gekühlt wird, bis er über die Innenkanäle der inneren Rippen 120 in den Kältemittelbehälter 100 zurück zirkuliert werden kann.
Während dieses Gerät ein Kühlen einer ausgewählten Komponente vorsieht, existieren bezüglich seiner Funktionsweise einige Nachteile. Insbesondere stehen in der obigen Siede- und Kühlvorrichtung die untere Endöffnung des Kühlers 110 und die obere Endöffnung des Kältemittelbehälters 100 miteinander über ihre gesamten Flächen in Verbindung. Als Ergebnis wird der in dem Kältemittelbehälter 100 gesiedete Kältemitteldampf zu der unteren Stirnseite der inneren Rippen 120 nach oben geblasen und stört die in den Innenkanälen der inneren Rippen 120 nach unten fließende kondensierte Flüssigkeit. Dies behindert die Kältemittelzirkulation.
Eine weitere solche Erfindung ist in der japanischen Patentanmeldung der Offenlegungsnummer 8-236669 offenbart. Bei dieser Kühlvorrichtung ist, wie in 3 dargestellt, der Siedebereich in einem Kältemittelbehälter 100 vergrößert, um eine Kühlleistung zu verbessern. Diese Vergrößerung des Siedebereichs wird durch Anordnen der Rippen 120 nahe der Siedefläche in dem Kältemittelbehälter 100 erzielt, wodurch die Wärme des an der Oberfläche des Kältemittelbehälters 100 montierten Heizkörpers 110 empfangen wird.
Um diese Aufgabe zu lösen, sind die Rippen 120 in dem Kältemittelbehälter 100 so angeordnet, dass sie mehrere Kanalabschnitte 130 bilden, in welchen das verdampfte Kältemittel (oder Blasen) aufsteigt. Einige der einzelnen Kanalabschnitte 130 haben mehr oder weniger Blasen als der Rest. Die Anzahl der Blasen in jedem Kanal hängt von der Position des Heizabschnitts des Heizkörpers 110 bezüglich des Kanals ab. Je höher die Position der Kanalabschnitte 130 zu dem Kühler, um so mehr steigt die Anzahl der Blasen an. Die kleinen Blasen verbinden sich zusammen, um größere Blasen zu bilden. In den Kanälen mit einer großen Anzahl von Blasen sind die Siedeflächen typischer Weise mit Blasen bedeckt, wodurch der Siedewärmeübertragungskoeffizient verringert wird. Als Ergebnis ist es möglich, dass die Siedefläche einen abrupten Temperaturanstieg (oder eine Überhitzung) erleiden kann.
Dieses Problem tritt noch stärker hervor, wenn der Rippenabstand reduziert ist, um einen größeren Siedebereich zu erhalten. In einem solchen Fall haben die Kanaabschnitte 130 reduzierte Öffnungsbereiche und sind beinahe mit den Blasen gefüllt. Dies verringert stark die Menge des durch das System strömenden Kältemittels, was ein Überhitzen an den Siedeflächen äußerst wahrscheinlich macht.
Ein weiteres Siede- und Kühlgerät ist in der japanischen Patentanmeldung Nr. 1 1-200966 (vom Anmelder der vorliegenden Erfindung) offenbart. Hier wird eine Siedeund Kühlvorrichtung vorgeschlagen, bei welcher die Rippen nur an der Seite der Innenwand nahe des Heizkörpers vorgesehen sind und Freiräume an ihren Anfangsenden vorgesehen sind.
Während dieses Gerät einen vergrößerten Kühlbereich vorsieht, ist es nach wie vor wünschenswert, einen größeren Kühlbereich zu erhalten, insbesondere für eine größere Wärmelast aufgrund eines größeren Wärmestroms. Falls die Rippen aus einem Strangpressverfahren gemacht sind, um Kosten zu reduzieren, ist es außerdem schwierig, eine feinere Rippenstruktur zu machen, um den Kühlbereich zu vergrößern, was in einer Unmöglichkeit resultiert, mit einem höheren Wärmestrom fertig zu werden.
In ähnlicher Weise ist eine weitere solche Siede- und Kühlvorrichtung in der japanischen Patentanmeldung der Offenlegungsnummer 9-167818 offenbart. Diese Siede- und Kühlvorrichtung enthält einen Kältemittelbehälter aus einem gespritzten Element. Ein IGBT-Modul dient als Heizkörper und ist an der Oberfläche des Kältemittelbehälters montiert. An seiner Innenseite ist der Kältemittelbehälter durch Rippen 110 in mehrere kanalförmige Räume 130 aufgeteilt, wie in 4 und 8 dargestellt. Wie dargestellt, sind die Rippen 110 an dem gespritzten Element 100 ausgebildet.
Während dieses Gerät Siede- und Kühlfunktionen vorsieht, hat es mehrere Nachteile. Hier hat das IGBT-Modul keine gleichmäßige Abstrahltemperatur über seine Kühlfläche zur Kontaktierung der Oberfläche des Kältemittelbehälters. Statt dessen sieht dieses Gerät eine Temperaturverteilung quer (oder in der waagrechten Richtung von 4) in dem Kältemittelbehälter vor. Durch die Aufteilung des Innern des Kältemittelbehälters durch die Rippen 110 in die mehreren Kanäle sind die Blasenraten unter den einzelnen Kanälen unterschiedlich, wodurch eine höhere Anzahl von . Blasen in Kanälen 120 und eine niedrigere Anzahl von Blasen in Kanälen 130 vorgesehen wird, wie in 4 dargestellt. Als Ergebnis findet in den Kanälen 120 mit mehr Blasen eine Überhitzung statt, wodurch die Kühlleistung reduziert wird. Dieses Problem entsteht häufig, wenn die Abstrahlung des Heizkörpers ansteigt, insbesondere wenn die Kältemittelmenge in dem Kältemittelbehälter gesenkt oder verdünnt ist, um Kosten zu reduzieren.
Außerdem beinhaltet ein weiteres Problem, das bezüglich der japanischen Patentanmeldung der Offenlegungsnummer 9-167818 entsteht, die Befestigung des Kältemittelbehälters 100. Wenn der Heizkörper 110 nur an einer Seite (oder einer Oberfläche) des Kältemittelbehälters 100 befestigt wird, wird die Temperatur der Rippen 120 niedriger, wenn sie weiter von der Befestigungsseite des Heizkörpers weg gelangen. Dies ist graphisch in 2 veranschaulicht. In dem Nicht-Siedebereich fällt die Siedeüberhitzung, um keinen effektiven Siedebereich vorzusehen. Als Ergebnis vergrößern die Rippen 120 in dem Nicht-Siedebereich der Rippen 120 nicht den Kühlbereich. Das Vorhandensein der Rippen 120 behindert jedoch den Siedestrom (oder den Strom der Blasen), der in dem Kältemittelbehälter 100 aufsteigt, und kann die Überhitzung verursachen.
Ebenso ist, wie in 1 veranschaulicht, die Querschnittsfläche jedes hohlen Abschnitts reduziert, weil der wirksame Siedebereich 210 in die mehreren hohlen Abschnitte 160 definiert ist. Wenn die Abstrahlung die Menge der Blasenbildung erhöht, sind die die hohlen Abschnitte 160 bildenden Siedeflächen mit Blasen überdeckt. Als Ergebnis kann die Temperatur der Siedeflächen abrupt ansteigen, um ein Überhitzen zu verursachen.
Es wurden Systeme erfunden, um die oben erläuterten sowie weitere Überhitzungsprobleme zu überwinden. Solche Systeme enthalten das Vorsehen eines Siede- und Kühlgeräts, welches seinen Siedebereich durch Bilden einer porösen Schicht in dem Siedeabschnitt vergrößert. Es können Kältemittel benutzt werden, wie beispielsweise Freon oder dergleichen, welche eine niedrige Oberflächenspannung haben und deshalb einfach eine Oberfläche benetzen. In diesem Fall ist für ein stabiles Erzeugen von Blasenkernen, die zum Sieden des Kältemittels notwendig sind, eine Blasenbildungspunktstruktur von etwa einigen Mikrometern klein erforderlich. Die zum Erzeugen einer solch kleinen Blasenbildungspunktstruktur erforderliche maschinelle Bearbeitung ist äußerst schwierig herzustellen. Außerdem sind die Kosten eines solchen Bestrebens äußerst hoch, wodurch seine Praktikabilität reduziert wird. Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht dieser Nachteile entwickelt.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Siede- und Kühlvorrichtung vorzusehen, welche eine Kühlleistung durch Fördern der Kältemittelzirkulation in dem Kühler durch Vorsehen eines Eintritts- und Austritts-Strömungspfades für das Kältemittel verbessert.
Es ist eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Siede- und Kühlvorrichtung vorzusehen, welche den Überhitzungswiderstand durch Vorsehen von Rippen zum Erhöhen des Kühlbereichs des Kältemittelbehälters verbessert.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Siede- und Kühlgerät mit einem Zwischenwandabschnitt zum Teilen des Kältemittelbehälters in einen Bereich, der eine hohe Temperatur hat, und einen Bereich, der eine niedrigere Temperatur hat, um die unterschiedlichen Siedebereiche zu isolieren, vorzusehen.
Es ist eine Siede- und Kühlvorrichtung vorgesehen, welche einen Kältemittelbehälter zum Halten eines flüssigen Kältemittels zum Sieden, wenn es Wärme von einem Heizkörper empfängt, und einen Kühler, der in dem Kältemittelbehälter gesiedeten Kältemitteldampf empfängt, aufweist. Der Kühler kühlt den Kältemitteldampf durch Austausch von Wärme mit einem externen Fluid, um das flüssige Kältemittel zu bilden. Der Kühler enthält einen ersten Kanal (25) zum Aufnehmen des Kältemitteldampfes und einen zweiten Kanal (26) zum Rückführen kondensierter Flüssigkeit zu dem Kältemittelbehälter. Der Kühler weist einen oberen Raum auf, der eine Verbindung zwischen dem ersten Kanal (25) und dem zweiten Kanal (26) vorsieht, wodurch der Kältemitteldampf so geleitet wird, dass er bevorzugt in den ersten Kanal (25) strömt. Der Kältemittelbehälter ist im wesentlichen waagrecht bezüglich des Kühlers angeordnet, wobei eine obere Endöffnung des Behälters im wesentlichen senkrecht zu einer Öffnung des Kühlers positioniert ist, wobei die obere Öffnung unter einer Öffnung des ersten Kanals positioniert ist.
In den Zeichnungen:
1 ist eine Querschnittsansicht des Kältemittelbehälters gemäß dem Stand der Technik;
2 ist eine graphische Darstellung der Wärmeabsorptionseigenschaften eines Siede- und Kühlgeräts gemäß dem Stand der Technik;
3 ist eine Draufsicht, welche das Innere eines Kältemittelbehälters eines Siede- und Kühlgeräts gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht;
4 ist eine obere Querschnittsdarstellung eines Kältemittelbehälters, welche einen Blasenbildungszustand eines Siede- und Kühlgeräts gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht;
5 ist eine Querschnittsansicht einer Siede- und Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine Seitenansicht einer Siede- und Kühlvorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
7a ist eine Vorderansicht der Siede- und Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
7b ist eine Draufsicht der Siede- und Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
7c ist eine Seitenansicht der Siede- und Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine Querschnittsansicht der Siede- und Kühlvorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
9a ist eine vordere Querschnittsansicht eines oberen Rohres einer Siede- und Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
9b ist eine obere Querschnittsansicht entlang Linie I-I von 9a eines oberen Rohres einer Siede- und Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
10 ist eine Schnittansicht einer befestigten Endplatte in einer Siede- und Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
11a ist eine Seitenansicht einer Endplatte für eine Siede- und Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
11b ist eine Draufsicht einer Endplatte für eine Siede- und Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
11c ist eine Querschnittsansicht entlang Ebene II-II der Endplatte von 11a für eine Siede- und Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
12 ist eine Vorderansicht einer Siede- und Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
13a ist eine Vorderansicht eines unteren Behälters eines Siede- und Kühlgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;
13b ist eine Seitenansicht eines Siede- und Kühlgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;
13c ist eine Draufsicht einer Unterseite eines Siede- und Kühlgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;
14a ist eine Seitenansicht einer Siede- und Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
14b ist eine Vorderansicht einer Kältemittelströmungs-Regelplatte für eine Siede- und Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
15 ist eine Seitenansicht eines Kühlers, welche die Strömung eines Kältemitteldampfes eines Siede- und Kühlgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
16 ist eine Querschnittsansicht eines Rohres, in welches innere Rippen eingesetzt sind, für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
17 ist eine Querschnittsansicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
18a ist eine Vorderansicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
18b ist eine Draufsicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
18c ist eine Seitenansicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
19 ist eine Querschnittsansicht eines Kältemittelkanals eines Siede- und Kühlgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;
20a ist eine Vorderansicht eines blasenverteilenden Kältemittelbehälters gemäß der vorliegenden Erfindung;
20b ist eine Seitenansicht eines blasenverteilenden Kältemittelbehälters gemäß der vorliegenden Erfindung;
21a ist eine vordere Querschnittsansicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
21b ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
22a ist eine vordere Querschnittsansicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
22b ist eine vordere Querschnittsansicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
23 ist eine vordere Querschnittsansicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
24 ist eine vordere Querschnittsansicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
25 ist eine vordere Querschnittsansicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
26 ist eine vordere Querschnittsansicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
27a ist eine vordere Querschnittsansicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
27b ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsdarstellung eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
28a ist eine Vorderansicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
28b ist eine Draufsicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
28c ist eine Seitenansicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
29a ist eine Seitenansicht einer Rippe eines Siede- und Kühlgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;
29b ist eine Vorderansicht einer Rippe für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
30 ist eine vordere Teilquerschnittsansicht entlang Ebene IV-IV des Kältemittelbehälters von 31a für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
31a ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
31b ist eine vordere Querschnittsansicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
32a ist eine Seitenansicht einer Rippe für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
32b ist eine seitliche Teilquerschnittsansicht eines Kältemittelbehälters mit einer Rippe für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
33 ist eine Seitenansicht einer Rippe für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
34 ist eine seitliche Teilquerschnittsansicht eines Kältemittelbehälters mit einer Rippe für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
35a ist eine Seitenansicht einer Rippe für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
35b ist eine Vorderansicht einer Rippe für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
36a ist eine seitliche Querschnittsansicht eines Kältemittelbehälters mit einer Rippe für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
36b ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht eines Kältemittelbehälters von 36a gemäß der vorliegenden Erfindung;
37 ist eine graphische Darstellung der Laplace-Länge gegenüber der Betriebstemperatur für ein Heiz- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
38 ist eine graphische Darstellung einer Siede- und Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
39 ist eine obere Querschnittsansicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
40 ist eine Querschnittsansicht von mehreren Kältemittelblasen;
41 ist eine Draufsicht eines Siede- und Kühlgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;
42 ist eine Querschnittsansicht eines Teils eines Kältemittelbehälters eines Siede- und Kühlgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;
43 ist eine Perspektivansicht einer Rippe für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
44a ist eine Querschnittsansicht entlang Ebene V-V eines Kältemittelbehälters von 41 für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
44b ist eine Querschnittsansicht entlang Ebene VII-VII eines Kältemittelbehälters von 41 für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
45 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines Kältemittelbehälters mit einem daran befestigten Heizkörper für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
46a ist eine Vorderansicht einer Rippe für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
46b ist eine Seitenansicht einer Rippe für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
47a ist eine vordere Querschnittsansicht entlang Linie VIII-VIII eines Kältemittelbehälters von 48 für ein Heiz- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung;
47b ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht des Kältemittelbehälters von 47a für ein Heiz- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung; und
48 ist eine Draufsicht eines Kältemittelbehälters für ein Siede- und Kühlgerät gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bezug nehmend nun auf 6 ist eine Seitenansicht einer Siede- und Kühlvorrichtung 1 gezeigt. Hier kühlt eine Siede- und Kühlvorrichtung einen Heizkörper 2 durch wiederholtes Sieden und Kondensieren eines Kältemittels. Um diese Funktion zu erzielen, ist die Siede- und Kühlvorrichtung mit einem Kältemittelbehälter 3, der ein flüssiges Kältemittel enthält, und einem oberhalb des Kältemittelbehälters 3 angebauten Kühler 4 versehen. Der Kältemittelbehälter 3 und der Kühler 4 sind durch Zusammenlöten dieser Gegenstände integral hergestellt. Der Abschnitt des Kältemittelbehälters, welcher Wärme an das Kühlmittel gibt, ist die Siedeseite. Analog ist der Teil des Heizkörpers 2, der Wärme an den Kältemittelbehälter abgibt, die Kühlseite.
In 6 ist der Heizkörper 2 als ein IGBT-Modul für eine Wechselrichterschaltung eines Elektroautos veranschaulicht. Außerdem ist der Heizkörper 2 in engem Kontakt mit der Oberfläche des Kältemittels 3 mittels Schrauben 5 befestigt, wie in 6 dargestellt.
Der Kältemittelbehälter 3 ist aus einem hohlen Element 6 aufgebaut, an das eine Endplatte angepasst ist (siehe 10). Das hohle Element 6 ist vorzugsweise ein Strangpressteil eines metallischen Materials mit einer ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Aluminium. Wie in 7a dargestellt, ist das hohle Element 6 vorzugsweise eine flache Form, die eine kleinere Dicke als Breite besitzt. Das hohle Element 6 enthält Kältemittelkammern 8, Flüssigkeitsrückführkanäle 9 und Wärmeisolierkanäle 10 darin (die nachfolgend in mehr Einzelheiten beschrieben werden).
Wie in 7b dargestellt, erstreckt sich das obere Ende des hohlen Elements 6 von seinem linken zu seinem rechten Ende mit unterschiedlichen Niveaus nach oben, wodurch bewirkt wird, dass der Mittelabschnitt des hohlen Elements 6 höher nach oben verläuft als sein linkes und sein rechtes Ende. Zum Beispiel erstrecken sich die Flüssigkeitsrückführkanäle 9, die Wärmeisolierkanäle 10 und die Kältemittelkammern 8 in unterschiedliche Höhen nach oben.
Wie in 7c dargestellt, ist das hohle Element 6 an einer oberen Stirnseite wie gezeigt abgeschrägt. Die obere Stirnseite des hohlen Elements 6 enthält obere Endöffnungen, die nachfolgend als Dampfauslässe 17 bezeichnet werden. Analog enthalten auch die Flüssigkeitsrückführkanäle 9 obere Endöffnungen. Diese oberen Endöffnungen der Flüssigkeitsrückführkanäle 9 werden nachfolgend als Flüssigkeitseinlässe 18 bezeichnet. Wie man sehen kann, haben die Dampfauslässe eine leichte Neigung bezüglich der Flüssigkeitseinlässe 18.
In einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Kältemittelkanäle 8 (siehe 7a) auf abgewandten Seiten einer ersten Kanalwand 12 zwischen dritten Kanalwänden 14 gebildet. Jede Kältemittelkammer 8 weist mehrere Kanäle auf, die durch Rippen 13 definiert sind. Die Kältemittelkammern 8 bilden Räume, die ein flüssiges Kältemittel darin enthalten sein lassen und durch Wärme von dem Heizkörper 2 gesiedet werden lassen.
Der Kühler 4 enthält eine Anzahl von Elementen, die zusammengebaut sind, um einen Kältemittelzirkulationskanal zu bilden. Bezug nehmend auf 9a ist der Kältemittelzirkulationskanal durch Einsetzen innerer Rippen 24 in Rohre 20 gebildet, um Dampfkanäle 25 und Kondensflüssigkeitskanäle 26 zu bilden. Die inneren Rippen 24 dienen der Vergrößerung des Kondensationsbereichs zum Kondensieren des Kältemitteldampfes. Zusätzlich ist eine Kältemittelströmungs-Regelplatte 23 (siehe 6) in einem unteren Behälter 22 angeordnet, um Kältemitteldampf, der die Dampfauslässe 17 verlässt, in Dampfkanäle 25 der Rohre 20 einzuleiten. Als Ergebnis der Regelplatte 23 wird der Dampf effektiver zu den Rohren 20 geleitet, wodurch die Kältemittelzirkulation in dem Kühler 4 gefördert und die Kühlleistung verbessert wird.
In dem unteren Behälter 22 sind die Flüssigkeitseinlässe 18 an einem niedrigeren Niveau als die Dampfauslässe 17 geöffnet. Zum Beispiel strömt die Kondensflüssigkeit, welche aus den Rohren 20 getropft ist, in die Flüssigkeitseinlässe 18. Als Ergebnis kehrt die Kondensflüssigkeit mit einer höchst effizienten Rate zu den Kältemittelkammern 8 zurück. Dies fördert die Kältemittelzirkulation in dem Kältemittelbehälter 3, wodurch ein Überhitzen der Siedeseite unterdrückt wird.
Ein Kühlwind wird durch den Kühler 4 geleitet, um die latente Wärme des Kältemitteldampfes aufzunehmen, wenn er durch den Kühler 4 strömt. Diese Absorption lässt die Temperatur des Kühlwindes ansteigen. Die Abstrahlung von dem Kühler 4 ist im wesentlichen proportional zu dem Temperaturunterschied zwischen der Kühlrippentemperatur und der Kühlwindtemperatur. Wie in 38 dargestellt, wird beobachtet, dass die Kühlung bezüglich der Längsrichtung der Rohre an der Eintrittsseite höher als auf der Ausgangsseite des Kühlwinds ist. Wenn zum Beispiel die inneren Rippen 24 in die Rohre 20 eingesetzt werden, ist es ratsam, die inneren Rippen 24 so anzuordnen, dass der Kondensationsbereich auf der Kühlwind-Eintrittsseite größer ist. Mit anderen Worten wird das Ausbilden der Kondensflüssigkeitskanäle 26 auf der Kühlwindeintrittsseite in den Rohren 20 und der Dampfkanäle 25 auf der Kühlwindausgangsseite in einem effektiveren System resultieren.
Die Flüssigkeitsrückführkanäle 9 sind auf beiden Seiten des hohlen Elements 6 vorgesehen. Diese Kanäle lassen die Kondensflüssigkeit, die durch den Kühler 4 gekühlt und verflüssigt ist, zu dem Kältemittelbehälter 3 zurück strömen. Ebenso sind die Wärmeisolationskanäle 10 in dem Kältemittelbehälter 3 vorgesehen, welche die Kältemittelkammern 8 von den Flüssigkeitsrückführkanälen 9 thermisch isolieren, und sie sind angrenzend an den Innenseiten (oder den Seiten des Mittelabschnitts) der Flüssigkeitsrückführkanäle 9 angeordnet.
Wie das hohle Element 6 ist die Endplatte 7 aus Aluminium gemacht. Wie in 10 und 11 dargestellt, ist die Endplatte 7 in Querrichtung so verlängert, dass ein Außenumfangskantenabschnitt 7a etwas von einem Innenseitenabschnitt 7b angehoben ist. Die Endplatte 7 bedeckt die untere Endöffnung des hohlen Elements 6, wie in 10 dargestellt, durch Einpassen des angehobenen Innenseitenabschnitts 7b in die untere Endöffnung des hohlen Elements 6, wodurch der Außeunumfangskantenabschnitt 7a in Anschlag gegen die untere Außenumfangsstirnseite des hohlen Elements 6 gebracht wird. Als Ergebnis ist ein Verbindungskanal 11 durch 1en unteren Endabschnitt des hohlen Elements 6 und die Endplatte 7 gebildet. Der Verbindungskanal 11 führt den Kältemittelkammern 8 das kondensierte Kältemittel zu, welches in die Flüssigkeitsrückführkanäle 9 zurück gekehrt ist. Zum Beispiel existiert eine vollständige Verbindung zwischen den Flüssigkeitsrückführkanälen 9, den Kältemittelkammern 8 und den Wärmeisolationskanälen 10.
Der Kühler 4 ist so konstruiert, dass er mehrere einander berührende Rohre 20, einen über den einzelnen Rohren 20 angeordneten oberen Behälter 21 und einen unter den einzelnen Rohren 20 angeordneten unteren Behälter 22 enthält. Eine Kältemittelströmungs-Regelplatte 23 ist in dem unteren Behälter 22 angeordnet. Die Rohre 20 bilden Kältemittelkanäle, um das Kältemittel zwischen dem oberen Behälter 21 und dem unteren Behälter 22 fließen zu lassen. Die Rohre 20 können zum Beispiel durch Schneiden eines flachen Rohres aus Aluminium in eine vorgegebene Länge präpariert werden. Die Rohre können dann zwischen dem oberen Behälter 21 und dem unteren Behälter 22 nebeneinander angeordnet werden.
In jedes Rohr 20 ist, wie in 9 dargestellt, eine innere Rippe 24 eingesetzt. Die innere Rippe ist durch abwechselndes Falten eines dünnen Metallbleches (z. B, ein Aluminiumblech) mit einer ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit in einem vorgegebenen Abstand P (siehe 9a) in eine gewellte Form gebildet. Die innere Rippe 24 wird benutzt, um den Kondensationsbereich in den Rohren 20 zu vergrößern und einen (später beschriebenen) Kältemittelzirkulationskanal in den Rohren 20 zu bilden. Die inneren Rippen 24 werden in die Rohre 20 mit den gefalteten Abschnitten (oder Bergen und Tälern) entlang der Kanalrichtung verlaufend (d. h. vertikal in 9b) eingesetzt. Bezüglich 9b ist die innere Rippe 24 in der Breitenrichtung in dem Rohr 20 zur rechten Seite versetzt und die einzelnen gefalteten Abschnitte der inneren Rippe 24 stoßen gegen die Innenwand des Rohres 20 und sind mit ihr verlötet. Als Ergebnis dieses Versatzes sind die Rohre mit einem ersten Kanal (nachfolgend der "Dampfkanal 25") versehen, der auf der linken Seite der inneren Rippe 24 gebildet ist. Ebenso sind mehrere zweite Kanäle, die "Kondensflüssigkeitskanäle 26" zwischen den Abständen der inneren Rippen 24 gebildet. Der Dampfkanal 25 und die Kondensflüssigkeitskanäle 26 bilden den obigen Kältemittelzirkulationskanal.
Die Rohre 20 sind mit ihren zwei Seitenflächen, welche die Kühlrippen 24 verbinden, in der Strömungsrichtung des Kühlwindes, der in dem Kühler 4 geblasen wird, angeordnet. Hierbei sind die Rohre 20 in einer Richtung orientiert (siehe 6), um die Dampfkanäle 25 bezüglich der Strömungsrichtung des Kühlwindes stromab der Kondensflüssigkeitskanäle 26 zu positionieren.
Der obere Behälter 21 ist durch Kombinieren einer Kernplatte 21A und einer Behälterplatte 21B aufgebaut (siehe 12). Die Kernplatte 21A hat eine flache Tischform und die Behälterplatte 21B hat eine tiefe Tischform. Die oberen Endabschnitte der Rohre 20 sind einzeln in mehrere (nicht dargestellte) Schlitze in der Kernplatte 21A eingesetzt. Die Kernplatte 21A und die Behälterplatte 21B dienen der Bereitstellung einer Verbindung zwischen den einzelnen Rohren 20 und dem oberen Behälter 21.
Der untere Behälter 22 ist aus einer Kernplatte 22A mit einer flachen Tischform und einer Behälterplatte 22B (siehe 13a, 13b und 13c) mit einer tiefen Tischform aufgebaut. Wieder sind die unteren Abschnitte der einzelnen Rohre einzeln in mehrere (nicht dargestellte) Schlitze eingesetzt, die in der Kernplatte 22A offen sind. Dies stellt eine Verbindung zwischen den einzelnen Rohren 20 und der Kernplatte 22A bereit. Ähnlich ist der obere Endabschnitt des Kältemittelbehälters 3 (oder des hohlen Elements 6) in die in der Behälterplatte 22B gebildete Öffnung 27 eingesetzt (siehe 6). Dies erlaubt eine Verbindung des unteren Behälters 22 mit dem Kältemittelbehälter 3, wodurch eine Verbindung zwischen den einzelnen Rohren 20 und dem Kältemittelbehälter 3 vorgesehen wird.
Wie in 13c dargestellt, ist die Behälterplatte 22B mit einer Schräge 50 versehen, welche bezüglich ihrer Seite, welche gegen die Kernplatte 22A stößt, einen großen Neigungswinkel besitzt. Es ist an dieser gewinkelten Schräge 50, wo die obige Öffnung 27 gebildet ist.
Bezug nehmend auf 6 ist der Kältemittelbehälter 3 mit einer großen Neigung bezüglich des unteren Behälters 22 montiert. Der Kältemittelbehälter 3 ist in die Öffnung 27 eingesetzt und hat eine nach unten gerichtet Siedeseite, welche den Heizkörper 2 trägt. Beispielsweise ist der Heizkörper 2 an der Unterseite des Kältemittelbehälters montiert, sodass die Dampfauslässe 17 schräg nach oben gerichtet sein können. Als Ergebnis sind in dem unteren Behälter 22 die untersten Abschnitte der Dampfauslässe 17 über den Flüssigkeitseinlässen 18 positioniert und die Dampfauslässe 17 sind insgesamt über den Flüssigkeitseinlässen 18 geöffnet (siehe 12).
Die Kältemittelströmungs-Regelplatte 23 (siehe 6) ist zum Leiten des Kältemitteldampfes vorgesehen, welcher die Dampfauslässe 17 verlassen hat und vorzugsweise in die Dampfkanäle 25 in den Rohren 20 eintritt. Die Kältemittelströmungs-Regelplatte 23 dient auch dazu, zu verhindern, dass die in den Rohren 20 verflüssigte Kondensflüssigkeit in die Dampfauslässe 17 tropft. Die Kältemittelströmungs-Regelplatte 23 ist, wie in 6 dargestellt, durch Schrauben 28 oder dergleichen an der Oberseite des hohlen Elements 6, welches in den unteren Behälter 22 eingesetzt ist, befestigt und unterhalb der in den Rohren 20 gebildeten Kondensflüssigkeitskanäle 26 angeordnet. Die Kältemittelströmungs-Regelplatte 23 ist jedoch vorzugsweise in einer derart leichten Steigung montiert, wie in 6 dargestellt, dass ihre Vorderseite etwas höher als ihre Befestigungsseite sein kann. Diese Kältemittelströmungs-Regelplatte 23 besitzt eine Form, wie sie in 14b dargestellt ist.
Bezug nehmend nun auf 6 wird nun die Funktionsweise eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das flüssige Kältemittel in den Kältemittelkammern 8 wird durch von dem Heizkörper 2 zugeführte Wärme gesiedet. Als Ergebnis dieses Siedens strömt der Kältemitteldampf von den Dampfauslässen 17 in den unteren Behälter 22. Wie in 6 dargestellt, strömt der Kältemitteldampf, der die Dampfauslässe 17 verlassen hat, in die Richtung der Pfeile entlang der Kältemittelströmungs-Regelplatte 23 und hauptsächlich in die Dampfkanäle 25 in den Rohren 20. Der in den Dampfkanälen 25 in den oberen Behälter 21 aufgestiegene Kältemitteldampf strömt hauptsächlich in die Kondensflüssigkeitskanäle 26. Hier wird er auf den Oberflächen der Innenrippen 24 und an den Innenwänden der Rohre 20 kondensiert und verflüssigt.
Die meiste Kondensflüssigkeit, verflüssigt in den Kondensflüssigkeitskanälen 26, tropft in den unteren Behälter 22. Ein Teil wird jedoch in den unteren Abschnitten der Rippe 24 durch die Oberflächenspannung gehalten, um einen Flüssigkeitsspeicher 29 zu bilden (siehe 91. Dieser Flüssigkeitsspeicher 29 wird auch durch flüssiges Kältemittel gebildet, welches zusammen mit dem Kältemitteldampf aus den Dampfauslässen 17 aufsteigt. Insbesondere wenn die Abstrahlung von dem Heizkörper 2 ansteigt, prallt das mit dem Kältemitteldampf aufsteigende flüssige Kältemittel auf die Unterseiten der inneren Rippen 24. Diese Flüssigkeit wird dann an den unteren Abschnitten der inneren Rippen 24 durch die Oberflächenspannung ge fangen. Jedoch wird auch die Kondensflüssigkeit in den Flüssigkeitsspeichern 29 der inneren Rippen 24 gezwungen, regelmäßig von dem Flüssigkeitsspeicher 29 durch den Druck des in den Dampfkanälen 25 aufsteigenden Kältemitteldampfes in den unteren Behälter 22 zu tropfen.
Die Kondensflüssigkeit, welche in dem unteren Abschnitt des unteren Behälters 22 bleibt, kann in die Flüssigkeitseinlässe 18 strömen, wenn ihr Niveau die Höhe des untersten Abschnitts der Flüssigkeitseinlässe 18 übersteigt. Als Ergebnis kann dieses Kältemittel von den Flüssigkeitsrückführkanälen 9 über den Verbindungskanal 11 zu den Kältemittelkammern 8 zurück zirkulieren.
Bezug nehmend nun auf 15, wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben. 15 zeigt eine Seitenansicht der Siede- und Kühlvorrichtung 1. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Kältemitteldampf vorzugsweise in Dampfkanäle 25 der Rohre ohne eine Kältemittelströmungs-Regelplatte 23 eingeleitet. Außerdem sind die Dampfauslässe 17 des hohlen Elements 6 des Kältemittelbehälters 3 nicht geneigt. Statt dessen ist der in den unteren Behälter 22 eingesetzte Abschnitt des Kältemittelbehälters 3 so verlängert, dass die Dampfauslässe 17 unter die Dampfkanäle 25 in den Rohren 20 fallen. Beispielsweise sind die Öffnungsseiten der Dampfauslässe 17 im allgemeinen in einem rechten Winkel bezüglich der Befestigungsseite des Heizkörpers 2.
Ohne die Kältemittelströmungs-Regelplatte strömt gemäß diesem Ausführungsbeispiel der die Dampfauslässe 17 verlassende Kältemitteldampf bevorzugt in die Dampfkanäle 25 in den Rohren 20. Beispielsweise wird die Kältemittelzirkulation im Kühler 4 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel gefördert, wodurch die Kühlleistung verbessert wird.
Bezug nehmend auf 16 wird ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. dargestellt und beschrieben. 16 zeigt eine Schnittansicht des Rohres 20. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Dampfkanal 25 und die Kondensflüssigkeitskanäle 26 mit inneren Rippen 24 mit einem ungleichmäßigen Abstand ausgebildet.
An einem Ende der inneren Rippe 24 ist, wie in 16 dargestellt, ein gekrümmter Abschnitt 24A vorgesehen. Der gekrümmte Abschnitt 24A hat einen größeren Abstand Pa, welcher den Dampfkanal 25 in dem Rohr 20 bildet. Durch Vorsehen dieses Abschnitts wird der Kondensationsbereich in dem Rohr 20 weiter vergrößert, wodurch die Kühlleistung verbessert wird. Beispielsweise können die Kondensflüssigkeitskanäle 26 und der Dampfkanal 25 mit inneren Rippen 24 unterschiedlicher Abstände gebildet sein.
Bezug nehmend nun auf 17 wird ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben. 17 zeigt eine Seitenansicht der Siede- und Kühlvorrichtung 1. Hier kann der Dampfkanal 25 im allgemeinen im Mittelabschnitt im Rohr 20 gebildet sein. Ebenso sind die Innenrippen 24 einzeln auf beiden Seiten des Dampfkanals 25 positioniert, um die Kondensflüssigkeitskanäle 26 zu bilden. Der Kältemittelbehälter 3 ist vertikal unter dem Dampfkanal 25 angeordnet, sodass der die Dampfauslässe 17 verlassende Kältemitteldampf bevorzugt in den Dampfkanal 25 des Rohres 20 strömen kann.
In einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie es in 18a, 18b und 18c gezeigt ist, sind zwei Kältemittelkammern 8 an den Mittelabschnitt des hohlen Elements 6 benachbart angeordnet. Diese Kammern sind einzeln durch Rippen 13 in mehrere kanalförmige Räume 8A definiert. Die Rippen 13 stehen von der Innenwand 52 zu einer gegenüber liegenden Innenwand 54 vor (siehe 19) und erstrecken sich gemäß Darstellung in Längsrichtung entlang der Richtung der Kältemitteldampfströmung. Um eine Verbindung zwischen den kanalförmigen Räumen 8A zu ermöglichen, sind kleine Freiräume 8c (siehe 19) zwischen den Stirnseiten der Rippen 13 und der gegenüber liegenden Innenwand 54 vorgesehen. Der Heizkörper 2 ist an der Außenseite des Kältemittelbehälters 3 nahe der Innenwand 52 montiert, wie dargestellt.
Als Ergebnis dieser Konstruktion sind die Blasenbildungsraten jedes kanalförmigen Raums 8A in Abhängigkeit von der Temperaturverteilung auf der Oberfläche des Kältemittelbehälters 3 von der Abstrahlseite des Heizkörpers 2 unterschiedlich. Jedoch sehen die an den Enden der Rippen 13 gebildeten Freiräume 8c eine Verbindung zwischen den an abgewandten Seiten der Rippen 13 gebildeten jeweiligen kanalförmigen Räumen 8A vor.
20a und 20b veranschaulichen eine horizontale bzw. eine vertikale Schnittansicht des Kältemittelbehälters 3. Aus diesen Darstellungen kann man sehen, dass sich die in den einzelnen kanalförmigen Räumen 8A gebildeten Blasen quer über die Kältemittelkammern 8 verteilen, um die Blasenverteilung in dem Kältemittelbehälter 3 zu vergleichmäßigen. An sich kann eine Überhitzung in den kanalförmigen Räumen 8A mit einer hohen Blasenbildungsrate verhindert werden, was in einem verbesserten Überhitzungswiderstand in der Siede- und Kühlvorrichtung 1 resultiert.
Die Rippen dienen auch der Vergrößerung des Kühlbereichs des Kältemittelbehälters 3 und erhöhen die Steifigkeit der Innenwandseite 52, welche die Rippen 13 enthält. Durch Montieren des Heizkörpers 2 auf der Kältemittelbehälteroberfläche außerhalb der Innenwand 52 kann der Kontaktwärmewiderstand zwischen der Kältemittelbehälteroberfläche und der Abstrahlseite des Heizkörpers 2 reduziert werden, um die Abstrahlleistung zu verbessern.
Ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 21a und 21b dargestellt. Hier ist eine Schnittansicht des Kältemittelbehälters 3 dargestellt. Der Kältemittelbehälter 3 ist mit Rippen 13A versehen, welche von der Innenwand 52 zu der gegenüber liegenden Innenwand 54 ragen. Die Rippen 13B ragen von der anderen Innenwand 54 zu der Innenwand 52. Die Rippen 13A und die Rippen 13B stehen einander gegenüber, wobei sie Freiräume 8c lassen.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Verbindung zwischen den einzelnen kanalförmigen Räumen 8A, welche durch die Rippen 13A und die Rippen 13B definiert sind, durch die Freiräume 8c vorgesehen. Selbst wenn die Blasenbildungsraten in den einzelnen kanalförmigen Räumen 8A unterschiedlich sind, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, verteilen sich die Blasen quer über die Kältemittelkammern 8, um die Blasenverteilung in den Kältemittelkammern 8 zu vergleichmäßigen. Als Ergebnis kann eine Überhitzung in dem kanalförmigen Raum 8A mit einer hohen Blasenbildungsrate verhindert werden. Dies verbessert den Überhitzungswiderstand der Siede- und Kühlvorrichtung 1.
Da die Innenwände 52 und 54 mit den Rippen 13A bzw. 13B versehen sind, ist die Festigkeit beider Wände des Kältemittelbehälters 3 erhöht. An sich kann der Kontaktwärmewiderstand zwischen der Kältemittelbehälteroberfläche und der Abstrahlseite des Heizkörpers 2 reduziert werden, selbst wenn der Heizkörper 2 auf beiden Seiten des Kältemittelbehälters 3 montiert ist.
Es wird nun ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf 22a und 22b beschrieben. Der Kältemittelbehälter 3 dieses Ausführungsbeispiels ist, wie in 22a dargestellt, mit ersten Rippen 13A versehen, die von der Innenwand 52 zu der gegenüber liegenden Innenwand 54 der Kältemittelkammern 8 ragen. Zweite Rippen 13B verbinden die Innenwand 52 mit der Innenwand 54.
Die ersten Rippen 13A sind wie in dem ersten Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass sie Freiräume 8c zwischen sich und der gegenüber liegenden Innenwand 54 lassen. Als Ergebnis können die kanalförmigen Räume 8A, welche auf abgewandten Seiten der ersten Rippen 13A gebildet sind, miteinander kommunizieren.
Die zweiten Rippen 13B sind bezüglich den ersten Rippen 13A im Wechsel angeordnet, um die kanalförmigen Räume 8A auf der linken und der rechten Seite der zweiten Rippen 13B vollständig zu isolieren.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die kanalförmigen Räume 8A durch die Freiräume 8c miteinander in Verbindung gebracht, um die Blasen zwischen sich zu verteilen. Dies verbessert demgemäß den Überhitzungswiderstand. Im Vergleich zu dem Fall, in welchem die Rippen nur aus ersten Rippen 13A bestehen, verbessern die zweiten Rippen 13B zusätzlich den Druckwiderstand des Kältemittelbehälters 3 und vergrößern die Kühlfläche.
In diesem Ausführungsbeispiel kann die Anzahl der zweiten Rippen 13B reduziert werden, wie in 22b dargestellt. Auch können die zweiten Rippen 13B zu einem Teil der Konstruktion des Kältemittelbehälters 3 gemacht werden.
23 zeigt eine Schnittansicht des Kältemittelbehälters 3 für ein achtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel sind die ersten Rippen 13A gewinkelt. Die Form der Rippen 13A hat gewisse Vorteile bezüglich der Steifheit und der Blasenströmung. Insbesondere neigen die in den kanal förmigen Räumen 8A erzeugten Blasen mehr dazu, sich durch die ersten Rippen 13A zu anderen daran angrenzenden kanalförmigen Räumen 8A zu verteilen. Auch hilft die gewinkelte Form dieser Rippen, die Steifigkeit zu verbessern.
In einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, siehe 24, sind die Rippen 13A in trapezförmige Querschnittsformen gebildet. An sich wird die Breite der Rippen 13A von der Innenwand 52 mit einer höheren Abstrahlung aufgrund ihrer Nähe zu dem Heizkörper 2 zu der Innenwand 54, welche eine geringere Abstrahlung hat, allmählich kleiner. An sich ist die Breite w der Rippen 13A auf der Seite der Innenwand mit geringerer Abstrahlung kleiner. Freiräume 8c sind zwischen den Rippen 13a und der Innenwand 54 vorgesehen, um so eine Durchgangsfläche mit großem Querschnitt für den Kältemitteldampf (oder die Blasen) beizubehalten, sodass er/sie in den Kältemittelkammern 8 aufsteigt. Als Ergebnis erfährt der in den Kältemittelkammern 8 aufsteigende Kältemitteldampf eine geringe Behinderung, wenn er nahe zu der Innenwand 54 ist. Dies resultiert in der Verbesserung der Kältemittelzirkulation und dem Verhindern einer Überhitzung in den Kältemittelkammern 8.
Die Freiräume 8c lassen Blasen, die in den einzelnen kanalförmigen Räumen 8A erzeugt werden, sich durch die Freiräume 8c nach links und rechts der Kältemittelkammern 8 verteilen. Als Ergebnis kann die Blasenverteilung in den Kältemittelkammern 8 vergleichmäßigt werden, um den Überhitzungswiderstand des Kältemittelbehälters 3 zu verbessern.
Durch Vorsehen der Rippen 13A an der Innenwand 52 wird die Steifigkeit der Kältemittelbehälterwand, an welcher der Heizkörper 2 montiert ist, vergrößert. Analog hat die Abstrahlfläche wegen der nahe dem Heizkörper 2 montierten Rippen eine verbesserte Abstrahlleistung.
25 ist eine Schnittansicht des Kältemittelbehälters 3 in einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 25 dargestellt, sind die Rippen 13A in trapezförmige Querschnittsformen gebildet, sodass ihre Breite w von der Innenwand 52 zu der Innenwand 54 der Kältemittelkammern 8 reduziert ist. Außerdem sind vorstehende Enden der Rippen 13A verbunden, wodurch die Innenwand 52 mit der Innenwand 54 verbunden ist. Wegen der Trapezform der Rippen 13A ist die Kanalquerschnittsfläche der Innenwand 54 effektiv vergrößert. Als Ergebnis kann der Kältemitteldampf (oder die Blasen) entlang der Innenwand 54 aufsteigen. Dies lässt den Kältemitteldampf in den Kältemittelkammern 8 ohne Behinderung aufsteigen, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, wodurch die Zirkulation verbessert wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch die Innenwand 52 mit der Innenwand 54 verbunden, wodurch die Rippen 13A als Verstärkungselemente funktionieren und die Druckfestigkeit des Kältemittelbehälters 3 erhöhen können.
26 ist eine Schnittansicht des Kältemittelbehälters 3 für ein elftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Kältemittelbehälter 3 dieses Ausführungsbeispiels ist, wie in 26 dargestellt, mit ersten Rippen 13A versehen, die von der Innenwand 52 zu der Innenwand 54 ragen. Zweite Rippen 13B verbinden die Innenwand 52 mit der Innenwand 54. Die ersten Rippen 13A haben eine sich allmählich verringernde Querbreite w von der Innenwand 52 zu der Innenwand 54. Freiräume 8c sind vorgesehen, um den Kältemittelstrom zu erhöhen, in dem Blasen zu angrenzenden Kammern strömen können, wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen erläutert. Die zweiten Rippen 13B sind vorzugsweise zusammen mit den ersten Rippen 13A extrusionsgeformt, um eine konstante Querbreite vorzusehen.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Kanalquerschnittsfläche entlang der Innenwand 54 mit der niedrigeren Abstrahlung aufgrund der ersten Rippen 13A vergrößert. Durch das Vorsehen auch der zweiten Rippen 13B wird die Siedeseite verstärkt und der Druckwiderstand des Kältemittelbehälters 3 verbessert.
In der Siede- und Kühlvorrichtung gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Rippen 13A im allgemeinen in der Dickenrichtung im Mittelabschnitt der Kältemittelkammern 8 angeordnet, wie in 27a dargestellt. An sich sind die Kältemittelkammern 8 durch den Bereich 58 und den Bereich 60 definiert. Der Bereich 58 hat eine höhere Temperatur, sodass das Sieden dynamisch ist. Der Bereich 60 hat eine niedrigere Temperatur, sodass das Sieden nicht so dynamisch wie im Bereich 58 ist. Zweite Rippen 13b sind in dem dynamischen Siedebereich 58 vorgesehen. Als Ergebnis dieser Konstruktion wird die Wärme von dem Heizkörper 2 durch die zweiten Rippen 13b und die ersten Rippen 13a effizient zu den Rippen 56 übertragen. An sich werden die vielen Seiten der Zwischenwand abschnitte 56 als Siedeflächen benutzt, wodurch die Abstrahlleistung verbessert wird.
Da Freiräume 62 zwischen benachbarten Zwischenwandabschnitten 56 vorgesehen sind, kann das flüssige Kältemittel durch die Freiräume 62 stabil von dem Bereich niedrigerer Temperatur 60 zu dem Bereich höherer Temperatur 58 zugeführt werden, wenn die Abstrahlung ansteigt. Ebenso können einige der Blasen, die in dem Bereich höherer Temperatur 58 erzeugt werden, zu dem Bereich niedrigerer Temperatur 60 gebracht werden, sodass die Blasenverteilung homogenisiert wird, wodurch ein Überhitzen der Siedeflächen verhindert wird.
In diesem Ausführungsbeispiel sind zweite Rippen 13b sowie erste Rippen 13a vorgesehen, welche die Innenwand 52 und die Innenwand 54 der Kältemittelkammern 8 verbinden. Als Ergebnis werden der Siedebereich und die Druckfestigkeit des Kältemittelbehälters 3 vergrößert. Die zweiten Rippen 13b sind vorzugsweise auf der Seite der Innenwand 52 angeordnet, um die Steifigkeit der Kältemittelbehälteroberfläche, an welcher der Heizkörper 2 montiert ist, zu erhöhen. Dies dient dem Verbessern der Steifigkeit in diesem Bereich, wodurch der Wärmekontaktwiderstand zwischen der Kältemittelbehälteroberfläche und der Abstrahlseite des Heizkörpers 2 reduziert wird. Dies resultiert seinerseits in einer verbesserten Abstrahlleistung.
Durch die Verwendung des Strangpressteils 6 in dem Kältemittelbehälter 3 ist es möglich, die Rippen 13 (d. h. die ersten Rippen 13a und die zweiten Rippen 13b) und die Zwischenwandabschnitte 56 in den Kältemittelkammern 8 zu bilden. 27a und 27b zeigen, wo dies gemacht ist, während die in 28a, 28b und 28c dargestellte Figur veranschaulicht, wo Rippen 13 aus einem separaten Einsatz gebildet sind.
Vorzugsweise sind die Kältemittelkammern 8 nahe dem Befestigungsbereich des Heizkörpers 2 angeordnet und liegen neben dem Mittelabschnitt des Strangpressteils 6, wie in 27a dargestellt. Dies dient der Positionierung der Rippen nahe der Wärmequelle des Heizkörpers 2.
In einem zwölften Ausführungsbeispiel ist eine Rippe 13 (die nachfolgend beschrieben wird) in jede der Kältemittelkammern 8 eingesetzt. Die Kältemittelkammern 8 stellen Kanäle bereit, welche einen Kältemitteldampf (oder Blasen) strömen lassen. Eine ausreichende Anzahl Kältemittelkammern 8 ist vorgesehen, um dem Befestigungsbereich des Heizkörpers 2 zu entsprechen. Die Innenwände 64 (siehe 30) der Strangpressform 6, welche die Siedekanäle 8 definiert, sehen die Übertragungsseite zum Übertragen der Wärme von dem Heizkörper 2 auf das darin enthaltene flüssige Kältemittel vor.
Die Rippen 13 sind in Nuten 66 eingesetzt, die an der Innenwand 64 der Strangpressform 6 ausgebildet sind, wie in 31a und 31b dargestellt. Hierbei erstreckt sich die Höhe der Rippen 13 nach außen bis sie im wesentlichen die Mitte des Siedekanals 8 erreichen. Kerben 13a sind an den Rippen 13 auf einer Seite der Rippen 13 gegenüber der Innenwand 64, wo die Plattenelemente 13 befestigt sind, ausgebildet. Die Kerben 13a sind in einer in Breitenrichtung länglichen Rechteckform in der Rippe 13 ausgeschnitten, sodass sie an einer Außenseite der Rippe 13 offen sind.
Wie in 29 dargestellt, sind die Rippen 13 in lange Platten mit einer konstanten Dicke t und mit mehreren Kerben 13a oder anderen Ausnehmungen, die in im wesentlichen gleichen Abständen in der Längsrichtung positioniert sind, ausgebildet. Die Kerben 13a sind an den Rippen 13 auf einer Seite der Rippen 13 abgewandt zu der Innenwand 66, wo die Rippen 13 montiert sind, ausgebildet. Die Kerben 13a sind in einer in Breitenrichtung länglichen Rechteckform in der Rippe 13 ausgeschnitten.
Die Kerben 13a sind in den Rippen 13 durch Stanzen oder Schneiden ausgebildet. Jede Öffnung der Kerben 13a hat, wie in 29 dargestellt, eine Breite von etwa dem Einfachen bis Dreifachen (vorzugsweise etwa Zweifachen) der Laplace-Länge, wie sie durch die folgende Formel definiert ist. Vorzugsweise beträgt jedoch die Breite der Kerben 13a das Zweifache der Laplace-Länge. Die Tiefe der Kerbe 13a ist etwa das Zweifache bis Achtfache der Laplace-Länge, bevorzugt das Sechsfache der Laplace-Länge. Dabei ist die Laplace-Länge durch die folgende Gleichung definiert: Laplace-Länge = √{σ/g(ρ1–ρ2)}, wobei:
σ = Oberflächenspannung des flüssigen Kältemittels;
ρ¹ = Dichte des flüssigen Kältemittels;
ρ² = Dichte des dampfförmigen Kältemittels; und
g = Schwerebeschleunigung.
Hierbei schwanken die einzelnen Werte σ, ρ¹ und ρ², wenn die Arbeitstemperatur (oder die Kältemitteltemperatur) der Siede- und Kühlvorrichtung unterschiedlich ist. Deshalb ist die Laplace-Länge für die höhere Arbeitstemperatur auf den kleineren Wert eingestellt, wie in 37 veranschaulicht. Falls die Öffnungsbreite der Kerben 13a auf diese Breite eingestellt ist, wird auf den Oberflächen der Kerben 13a effektiv ein dünner Flüssigkeitsfilm des Kältemittels gebildet. Blasen werden in den Kerben 13 erzeugt, was die Wärmeübertragungsrate und das resultierende Sieden verbessert, wodurch eine Überhitzung reduziert wird.
Wie in 29a dargestellt, werden, falls die Tiefe d der Kerben 13a auf etwa das Zweifache bis Achtfache der Laplace-Länge eingestellt ist, die Blasen, welche sich durch die Oberflächenspannung selbst in Kugeln formen, nicht gebrochen. Statt dessen wird ihr Freisetzen aus den Kerben 13a gefördert. Als Ergebnis bleiben die Blasen nicht in den Kerben 13a, sodass ein Austrocknen des dünnen Flüssigkeitsfilms verhindert werden kann. Als Ergebnis ist die Wärmeübertragungsrate verbessert, wodurch ein Austrocknen der Siedefläche verhindert wird, selbst wenn der Wärmestrom ansteigt. Dies hält die gewünschte Abstrahlleistung. Da die Öffnungsbreite w der Kerben 13a auf etwa das Einfache bis Dreifache der Laplace-Länge eingestellt ist, können die Kerben 13a leicht durch Schneiden oder Stanzen gebildet werden, ohne eine Feinbearbeitung zu erfordern. Als Ergebnis kann die Abstrahlleistung mit geringen Kosten verbessert werden.
Wenn die Rippen 13 durch Stanzen gebildet werden, werden Freiräume zwischen den Endflächen der Rippen 13 und dem Boden der Nuten 66 gelassen. Diese Nuten werden aufgrund einer geringen Flachheit zwischen den Endflächen der Rippen 13 und den Böden der Nuten 66 der Strangpressform 6 gebildet. Die Plattenelemente 13 sind aus einem Plattierungsmaterial einer Grundwerkstoffplatte, die eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit besitzt, wie beispielsweise Aluminium gemacht und haben eine Lotschicht auf wenigstens einer ihrer Seiten. Während eines Lötschritts wird die Lotschicht geschmolzen, wodurch die Freiräume gefüllt werden. Hierdurch kann der Kontakt zwischen der Strangpressform 6 und den Rippen 13 beibehalten werden, um den Kontaktwärmewiderstand zu reduzieren.
In 32a und 32b ist ein dreizehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben. Hier ist eine Draufsicht der Rippe 13 dar gestellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind Positioniervorsprünge 13b integral mit der Rippe 13 ausgebildet.
Die Rippe 13 ist mit mehreren Vorsprüngen 13b versehen, die so an mehreren Positionen in der Längsrichtung ausgebildet sind. Die Vorsprünge 13b ragen in einer Rechteckform von der Breitenendseite abgewandt zu den Nuten 66 vor. Das Plattenelement 13 kann an seinen zwei Breitenendabschnitten durch Einsetzen eines Endabschnitts in die Nut 66 und des abgewandten Endabschnitts an den Vorsprüngen 13b in Ausnehmungen 68 positioniert werden. Als Ergebnis dieser Positionierung wird ein Vibrieren der Rippe 13 in den Siedekanälen 8 verhindert. Bezug nehmend auf 33 ist veranschaulicht, dass die Vorsprünge 13b nicht auf die Rechteckform wie in 32 dargestellt, beschränkt sind, sondern auch als Winkelform erzeugt werden können.
In den obigen Ausführungsbeispielen sind die in den Rippen 13 gebildeten Kerben 13a (oder die Ausnehmungen der Erfindung) separat von der Strangpressform 6 gemacht. Wenn die Ausnehmungen der Erfindung in der Innenwand 64 der Strangpressform 6 durch das Strangpressverfahren gebildet werden, können sie direkt in der Innenwand 64 der Strangpressform 6 ausgebildet werden. Bei dieser Modifikation kann die Wärmeübertragungsseite der Erfindung entweder nur durch die Innenwand 64 der Strangpressform 6 oder zusammen mit den Rippen 13 gebildet werden.
35a zeigt ein vierzehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 35a ist eine Draufsicht der Rippe 13 und 35b ist eine Seitenansicht der Rippe 13 in der Längsrichtung. Die Rippe 13 ist, wie in 35a dargestellt, mit mehreren Vorsprüngen 13b versehen, die an mehreren Positionen entlang der Längsrichtung ausgebildet sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Vorsprünge 13b integral mit der Rippe ausgebildet. Die Vorsprünge 13b ragen in einer Rechteckform von der den Kerben 13a abgewandten Seite vor. Diese Rippe 13 kann durch ihre zwei Endabschnitte in Breitenrichtung positioniert werden, wie in 32 dargestellt. Dies wird durch Einsetzen der Seite der Rippe 13 mit den Kerben 13a in eine in der Innenwand 64 der Strangpressform 6 gebildeten Nut 66 und durch Einsetzen der Endabschnitte der Vorsprünge 13b in in der Innenwand 64 ausgebildete Ausnehmungen 68 erzielt. Als Ergebnis wird ein Vibrieren der Rippe 13 in den Siedekanälen 8 verhindert.
Wie in dem vorherigen Ausführungsbeispiel müssen die Vorsprünge 13b der Rippe 13 nicht auf die in 35 dargestellte Rechteckform beschränkt sein, sondern können auch durch eine Winkelform realisiert werden, wie in 33 dargestellt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die effektive Siedefläche jedes der Siedekanäle 8 durch Anordnen der Rippen 13 in Kontakt mit der Innenwand 64 und durch Vorsehen der mehreren Kerben 13a in der Rippe 13 erhöht. Als Ergebnis wird, selbst wenn die Wärmelast und der Wärmestrom ansteigen, die Überhitzung reduziert, um ein Austrocknen der Siedeseiten zu verhindern. Dies verbessert wiederum die Abstrahlleistung. Außerdem sind die Rippen 13 so angeordnet, dass sie die Öffnungen der Kerben 13a zu der Innenwand 64 richten, wie in 34 dargestellt. Als solches ist der Abstrahlbereich nahe der Innenwand 64 der Strangpressform 6 vergrößert, wo die Temperatur durch die Wärme des Heizkörpers 2 erhöht ist.
Wie in dem vorherigen Ausführungsbeispiel werden, wenn die Rippen 13 durch Stanzen gebildet werden, Freiräume zwischen den Endseiten 13 und den Böden der Nuten 66 belassen. Dies ist wegen der geringen Flachheit der jeweiligen Endflächen. Falls ein Plattierungsmaterial für die Rippen 13 verwendet wird, schmilzt das Lotmaterial des Plattierungsmaterials während des Lötschritts. Das Lot fließt dann in die Freiräume zwischen den Endseiten der Rippen 13 und den Böden der Nut 66, wodurch die Freiräume aufgefüllt werden. Als Ergebnis wird der Kontakt zwischen der Strangpressform 6 und den Rippen 13 beibehalten, wodurch der Wärmewiderstand reduziert wird.
In einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie es in 39 dargestellt ist, hat der Kältemittelbehälter untere Kanalabschnitte 70 und obere Kanalabschnitte 72. Die unteren Kanalabschnitte 70 sind durch untere Wellrippen 74 definiert, die so angeordnet sind, dass sie den Unterseiten der Siedeseiten entsprechen. Analog sind die oberen Kanalabschnitte 72 durch die oberen Wellrippen 76 definiert und so angeordnet, dass sie den Oberseiten der Siedeseiten entsprechen. Die unteren Wellrippen 74 und die oberen Wellrippen 76 sind in Verbindung miteinander in Querrichtung versetzt. Zum Beispiel ist in 39 ein unterer Kanalabschnitt 70 mit seinem oberen Ende in Verbindung mit zwei oberen Kanalabschnitten 72 gezeigt. An sich können sich die in dem unteren Kanalabschnitt 70 aufsteigenden Blasen, wie in 40 dargestellt, separat in die zwei separaten Kanalabschnitte 70 und 72 vorbewegen, wie in 39 dargestellt.
Die Wellrippen 82 sind in gewellte Formen gefaltet, um den Siedeoberflächenbereich in dem Kältemittelbehälter 3 zu vergrößern. Die unteren Wellrippen 74 sind so angeordnet, dass sie einem unteren Abschnitt der Siedeseite des Heizkörpers 2 entfernt von dem Kühler 4 entsprechen. Die oberen Wellrippen 76 sind so angeordnet, dass sie den Oberseiten der Siedeseite des Heizkörpers 2 nahe dem Heizkörper 2 entsprechen. Die unteren und die oberen Wellrippen 74 bzw. 76 werden einzeln in Wärmekontakt mit den Siedeseiten der Kältemittelkammern 8 gehalten.
Die unteren Wellrippen 74 und die oberen Wellrippen 76 sind einzeln in der Längsrichtung entlang des Kältemittelbehälters 3 positioniert. Außerdem haben die unteren Wellrippen 74 und die oberen Wellrippen 76 einen gemeinsamen Rippenabstand P, um die einzelnen Kältemittelkammern 8 weiter in mehrere enge Kanalabschnitte aufzuteilen. Wie in 44a und 44b veranschaulicht, sind die unteren Wellrippen 74 und die oberen Wellrippen 76 in den Kältemittelkammern 8 so positioniert, dass ihre Hügel und Täler in der Querrichtung (horizontal über 3b) versetzt sind. Insbesondere sind die unteren Wellrippen 74 und die oberen Wellrippen 76 so in die einzelnen Kanäle eingesetzt, dass ihre Rück/Vor-Richtungen zueinander umgekehrt sind (vertikal in 44a und 44b).
Der Vorteil eines solchen Systems ist in 39 veranschaulicht. Falls einige der unteren Kanalabschnitte 70 viele Blasen haben, während andere wenige haben, werden die in den einzelnen unteren Kanalabschnitten 70 aufsteigenden Blasen einzeln zerstreut, um sich in die zwei oberen Kanalabschnitte 72 vorzubewegen. Dies resultiert in einer wesentlichen Homogenisierung ihrer Menge in den einzelnen oberen Kanalabschnitten 72. Selbst wenn die in den unteren Kanalabschnitten 70 aufsteigenden Blasen sich vereinigen und in größere wachsen, ist es sehr wahrscheinlich, dass sie anstoßen und sich teilen, wenn sie sich in die oberen Kanalabschnitte 72 vorbewegen. Wie in 39 veranschaulicht, tritt dieser Stoß gegen die unteren Enden der oberen Wellrippen 76 auf. Als Ergebnis werden die in den unteren Kanalabschnitten 70 aufsteigenden Blasen homogener verteilt, um sich in die oberen Kanalabschnitte 72 vorzubewegen. So wird die Verteilung der Blasen in den einzelnen oberen Kanalabschnitten 72 wesentlich homogenisiert, wodurch die Siedeseiten stabiler mit dem Kältemittel gefüllt werden. An sich findet eine Überhitzung nicht so wahrscheinlich statt, insbesondere über den Siedeseiten, wo die Anzahl der Blasen ansteigt.
41 ist eine Draufsicht einer Kühlvorrichtung 1 gemäß einem sechzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Wellrippen 82 an einzelnen Positionen entsprechend den unteren, mittleren und oberen Abschnitten der Siedeseiten des Kältemittelbehälters 3 angeordnet. Den einzelnen Wellrippen 82 ist ein identischer Rippenabstand verliehen und sie sind vertikal in die einzelnen Kanäle der Kältemittelkammern 8 eingesetzt, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Jedoch stehen die einzelnen Wellrippen 82 vertikal nicht miteinander in Kontakt, sondern es wird ein vorgegebener Raum 80 zwischen jedem Satz unterer Wellrippen und jedem Satz oberer Wellrippen beibehalten. Eine solche Anordnung ist in 42 veranschaulicht.
Bezug nehmend auf 41 und 42 wird nun die Beziehung zwischen den unteren, mittleren und oberen Wellrippen 82 in 41 beschrieben. Man beachte, dass die untersten Wellrippen 82 jene sind, die von dem Kühler 4 entfernt angeordnet sind, während die oberen Wellrippen 82 nahe dem Kühler 4 sind, und die mittleren Wellrippen sitzen dazwischen. Die untersten Wellrippen 82 und die mittleren Wellrippen 80 in 41 sind in 42 als die unteren Wellrippen 74 bzw. die oberen Wellrippen 76 dargestellt. Analog sind die mittleren Wellrippen und die oberen Wellrippen in 41 in 42 wiederum als die unteren Wellrippen 74 bzw. die oberen Wellrippen 76 dargestellt.
In diesem Ausführungsbeispiel werden die Blasen, die in den unteren Kanalabschnitten 70 aufgestiegen sind, in den Räumen 20 horizontal zerstreut. Die Räume 20 lassen die Kanäle diese Blasen verteilen und homogenisieren. An sich können viele in den unteren Kanalabschnitten 70 enthaltene Blasen in den Räumen 20 zerstreut und in obere Kanalabschnitte 72 vorbewegt werden, wodurch ihre Menge in den einzelnen oberen Kanalabschnitten 72 homogenisiert wird.
Wiederum ist es, selbst wenn die in den unteren Kanalabschnitten 70 aufsteigenden Blasen sich vereinen und in größere wachsen, äußerst wahrscheinlich, dass sie anstoßen und sich teilen, wenn sie sich in die oberen Kanalabschnitte 72 vorbewegen. Wie in 42 veranschaulicht, findet dieser Stoß gegen die unteren Enden der oberen Wellrippen 76 statt. Als Ergebnis werden die in den unteren Kanalabschnitten 70 aufsteigenden Blasen homogener verteilt, um sich in die oberen Kanalabschnitte 72 vorzubewegen. So wird die Verteilung der Blasen in den einzelnen oberen Kanalabschnitten 72 wesentlich homogenisiert, wodurch die Siedeseiten stabiler mit dem Kältemittel gefüllt werden. An sich findet eine Überhitzung nicht so wahrscheinlich statt, insbesondere über den Siedeseiten, wo die Anzahl der Blasen ansteigt.
Außerdem ist es bei diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt, den Raum 20 vertikal entfernt von den Bereichen höherer Temperatur (z. B. Computerchip) des Heizkörpers 2 zu positionieren und statt dessen die Wellrippen 82 unterhalb des Heizabschnitts anzuordnen. Falls der Raum 20 über einem Bereich höherer Temperatur positioniert ist, ist die Effektivität des Kühlsystems verringert.
In einem siebzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein dritter Satz von Wellrippen zusätzlich in dem Raum 80 angeordnet. Die in dem Raum 80 angeordneten Rippen haben bevorzugt einen größeren Rippenabstand als die unteren Wellrippen 74 und die oberen Wellrippen 76. Diese Rippen dienen der weiteren Verteilung der von den unteren Kanalabschnitten 72 aufsteigenden Blasen.
Die unteren Wellrippen 74 und die oberen Wellrippen 76 müssen nicht horizontal versetzt sein. Statt dessen können sie in einer Linie liegen. Dies ist wegen des Hinzufügens der in dem Raum 20 positionierten Rippen 82. Falls erwünscht, können jedoch die unteren und die oberen Wellrippen 74 und 76 versetzt sein.
43 ist eine Perspektivdarstellung von Wellrippen 82 gemäß einem achtzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel sind Öffnungen 92 in den Seiten 90 der Wellrippen 82 ausgebildet, wodurch diese als Kanalabschnitte definiert werden. In diesem Fall lassen die Wellrippen 82, wie veranschaulicht, alle benachbarten Kanalabschnitte durch die Seiten 92 in Verbindung stehen, sodass aufsteigende Blasen in einem Kanalabschnitt sich in den benachbarten Kanalabschnitt vorbewegen können. Als Ergebnis ist die Blasenverteilung in den einzelnen Kanalabschnitten deutlich homogenisiert. Dies vereinfacht den Durchgang der Blasen, wodurch eine Überhitzung insbesondere über den Siedeseiten, wo die Anzahl der Blasen groß ist, reduziert wird.
Die Öffnungen 92 können durch (nicht dargestellte) Schlitze ersetzt werden, die aus den Seiten 90 der Wellrippen 82 geschnitten werden. Auch in diesem Fall können die einander benachbarten Kanalabschnitte durch die Seiten 90 durch die durch die Schlitze gemachten Öffnungen in Verbindung stehen. Als Ergebnis können sich die in einem Kanalabschnitt aufsteigenden Blasen durch die Schlitze ähnlich den Öffnungen 92 in die anderen Kanalabschnitte vorbewegen. Jedoch haben die Schlitze den Vorteil, dass sie benachbarte Kanäle in Verbindung stehen lassen, während die Oberfläche der Wellrippen 82 unverändert bleibt. Dies gilt auch dann, wenn die Schlitze auf den Seiten 90 der Wellrippen 82 gebildet sind. An sich ist die Abstrahlfläche selbst bei Vorhandensein der Schlitze nicht reduziert.
44a ist eine Schnittansicht entlang Linie I-I von 41 und 44b ist eine Schnittansicht entlang III-III von 41 eines Kältemittelbehälters 3 gemäß einem neunzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel haben, wie in 44a und 44b dargestellt, die oberen Wellrippen 76 einen größeren Rippenabstand Pb als der Rippenabstand Pa der unteren Wellrippen 74. An sich ist die Öffnungsgröße jedes oberen Kanalabschnitts 72 größer als die Öffnungsgröße jedes unteren Kanalabschnitts 70. Deshalb kann, selbst wenn die Anzahl der Blasen größer wird, das Verhältnis der Anzahl Blasen zu der mittleren Öffnungsfläche zwischen den unteren Kanalabschnitten 70 und den oberen Kanalabschnitten 72 vergleichmäßigt werden. Als Ergebnis können die oberen Kanalabschnitte 72 stabiler mit dem Kältemittel gefüllt werden, wodurch eine Überhitzung in den oberen Abschnitten der Siedeseite reduziert wird.
45 zeigt eine vertikale Schnittansicht des Kältemittelbehälters 3 für ein zwanzigstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Aus- führungsbeispiel werden mehrere Rippen 13 benutzt, um den Siedebereich zu vergrößern. Wie in 46 dargestellt, haben die Rippen 13 eine konstante Dicke t und Breite w. Die Rippen 13 sind als flache Plattenformen gebildet. Jede Rippe 13 besitzt mehrere rechteckige Löcher 92, welche die Plattenform in einer Dickenrichtung durchdringen.
Wie in 47 dargestellt, ist ein Vertiefungsabschnitt 94 in dem Kältemittelbehälter 3 zum Stützen der Rippen 13 an beiden Innenwänden in der Kältemittelkammer 8 vorgesehen. Der Vertiefungsabschnitt 94 ist entlang des Kältemittelbehälters 8 vertikal verlängert und ist in einer Nutenform ausgebildet.
47a zeigt eine Schnittansicht entlang Linie VIII-VIII des Kältemittelbehälters in 48. 47b ist eine vergrößerte Ansicht von 47a. Wie in 47 dargestellt, wird die Rippe 13 durch Einsetzen beider Endabschnitte in der Breitenrichtung in den Vertiefungsabschnitt 94 montiert. Dies teilt die Kältemittelkammer 8 in mehrere Kanalabschnitte 96. Es ist selbstverständlich, dass jeder durch die Rippe 96 geteilte Kanalabschnitt miteinander durch ein in der Rippe 13 vorgesehenes Durchgangsloch 92 in Verbindung steht.
In Betrieb können die in einem Kanalabschnitt 96 aufsteigenden Blasen durch das Durchgangsloch 92 in der Rippe 13 in andere Kanalabschnitte eindringen. Auf diese Weise wird die Menge der Blasen in jedem Kanalabschnitt deutlich homogenisiert. An sich gibt es keine Abweichung der Blasen auf der Siedefläche und ein abrupter Temperaturanstieg (Überhitzung) auf der Siedefläche kann verhindert werden.
Wie in 48 dargestellt, hat der Heizkörper 2 mehrere Heizabschnitte 99, wie beispielsweise Computerchips. An sich haben die Bereiche unter den Heizabschnitten 99 die höchste Temperatur. Deshalb ist, wie in 45 dargestellt, die Rippe 13 vorzugsweise so positioniert, dass die Heizabschnitte 99 vertikal von dem Durchgangsloch 92 der Rippe 13 abweichen. Da die Heizabschnitte 99 die höchste Temperatur haben, kann das Positionieren des Durchgangsloch 92 unter dem Heizabschnitt 99 in einem weniger effizienten Kühlen resultieren.

Claims

Siede- und Kühlvorrichtung, mit einem Kältemittelbehälter (3) zum Halten eines flüssigen Kältemittels zum Sieden, wenn es Wärme von einem Heizkörper (2) empfängt; einem Kühler (4), der in dem Kältemittelbehälter (3) gesiedeten Kältemitteldampf empfängt, wobei der Kühler (4) den Kältemitteldampf durch Wärmeaustausch mit einem externen Fluid kühlt, um das flüssige Kältemittel zu bilden, wobei der Kühler (4) einen ersten Kanal (25) zum Aufnehmen des Kältemitteldampfes und einen zweiten Kanal (26) zum Rückführen kondensierter Flüssigkeit zu dem Kältemittelbehälter (3) enthält, wobei der Kühler (4) einen oberen Raum aufweist, der eine Verbindung zwischen dem ersten Kanal (25) und dem zweiten Kanal (26) vorsieht, wodurch der Kältemitteldampf so geleitet wird, dass er vorzugsweise in den ersten Kanal (25) strömt, und wobei der Kältemittelbehälter (3) bezüglich des Kühlers (4) im wesentlichen waagrecht angeordnet ist, wobei eine obere Endöffnung des Kältemittelbehälters (3) im wesentlichen senkrecht zu einer Öffnung in dem Kühler (4) angeordnet ist, wobei die obere Öffnung unter einer Öffnung des ersten Kanals (25) positioniert ist.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer unter einer oberen Endöffnung des Kältemittelbehälters (3) gesetzten Kältemittelströmungs-Regelplatte (23), wobei der Kältemitteldampf von der oberen Endöffnung des Kältemittelbehälters (3) zu dem Kühler (4) strömt, wobei die Regelplatte (23) den Kältemitteldampf so leitet, dass er von der oberen Endöffnung des Kältemittelbehälters (3) in den ersten Kanal 125) strömt, und im wesentlichen verhindert, dass der Kältemitteldampf in den zweiten Kanal (26) strömt.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die obere Endöffnung nahe eines ersten des ersten Kanals (25) und des zweiten Kanals (26) ist.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Kühler (4) enthält: mehrere Rohre 120), wobei jedes der mehreren durch Kühlrippen neben wenigstens einem anderen der mehreren liegt; und ein Kondensationsflächenvergrößerungselement zum Vergrößern einer Kondensationsfläche in den Rohren (20), wobei die Kondensationsfläche in jedes der Rohre (20) eingesetzt ist, die Kondensationsfläche ein Inneres der Rohre (20) in mehrere Kanäle definiert, die Kondensationsfläche den ersten Kanal (25) und den zweiten Kanal (26) definiert.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher das Kondensationsflächenvergrößerungselement gewellte Innenrippen (24) enthält.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher das Kondensationsflächenvergrößerungselement den zweiten Kanal (26) mit einem kleineren Abstand als den ersten Kanal (25) definiert.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher der erste Kanal (25) in einem Mittelbereich der mehreren Rohre (20) gebildet ist, wobei der zweite Kanal (26) an abgewandten Seiten des ersten Kanals (25) gebildet ist.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher der erste Kanal (25) und der zweite Kanal (26) in einer vorgegebenen Kühlwindrichtung positioniert sind, wobei der erste Kanal (25) bezüglich der Kühlwindrichtung stromab des zweiten Kanals (26) angeordnet ist.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Kühler (4) einen unter den mehreren Rohren (20) angeordneten unteren Behälter (22) zum Vorsehen einer Fluidverbindung zwischen den mehreren Rohren (20) enthält, wobei der Kältemittelbehälter (3) eine Kältemittelkammer mit einem Kältemittelsiedebereich 18) in Verbindung mit einem Umlaufkanal (9) besitzt, der Umlaufkanal (9) dem Umlaufen des flüssigen Kältemittels in die Kältemittelkammer dient, die Kältemittelkammer und der Umlaufkanal (9) obere Endöffnungen (18) besitzen, die oberen Endöffnungen (18) in dem unteren Behälter (22) positioniert sind, die oberen Endöffnungen (18) des Umlaufkanals (9) auf einem niedrigeren Niveau als diejenigen der Kältemittelkammer angeordnet sind.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Kältemittelbehälter (3) mit einer ersten Oberfläche, wobei der Kältemittelbehälter (3) darin eine Kältemittelkammer aufweist, um ein flüssiges Kältemittel zu speichern, der Kältemittelbehälter (3) einen an seiner Oberfläche montierten Heizkörper (2) aufweist, wobei der Kältemittelbehälter (3) als flache Form mit einer kleinen Dicke entlang einer Richtung ausgebildet ist, wobei die kleine Dicke des Kältemittelbehälters (3) durch gegenüber liegende Innenwände definiert ist, die gegenüber liegenden Innenwände von wenigstens einer ersten (52) der gegenüber liegenden Innenwände zu einer zweiten 154) der gegenüber liegenden Innenwände vorstehende Rippen (13) aufweisen, die Rippen (13) entlang einer Strömungsrichtung eines den Kältemittelbehälter (3) verlassenden Kältemitteldampfes verlaufen, die Rippen (13) sich eine Länge zu der zweiten Innenwand (54) derart erstrecken, dass zwischen der zweiten Innenwand (54) und den Rippen (13) Abstände gebildet sind, die Rippen (13) mehrere kanalförmige Räume (8A) definieren, wobei durch die Abstände zwischen den kanalförmigen Räumen (8A) eine Fluidverbindung vorgesehen ist.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher die Rippen (13) einen ersten Satz Rippen (13A) und einen zweiten Satz Rippen (13B) enthalten, wobei der erste Satz Rippen (13A) von der ersten Innenwand (52) zu der zweiten Innenwand (54) vorsteht, der zweite Satz Rippen (13B) von der zweiten Innenwand (54) zu der ersten Innenwand (52) vorsteht.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 10, ferner mit Trennelementen, welche die erste Innenwand (52) und die zweite Innenwand (54) verbinden, wobei die Trennelemente (13B) die Kältemittelkammer in mehrere Kanäle (8) aufteilen, wobei jeder der Kanäle wenigstens einen kanalförmigen Raum 18A) enthält.
Siede- und Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Kältemittelbehälter (3) als eine flache Form mit einer kleinen Dicke entlang einer Richtung ausgebildet ist, wobei die kleine Dicke des Kältemittelbehälters (3) durch gegenüber liegende Innenwände definiert ist, die Innenwände Rippen (13) aufweisen, die von einer ersten (52) der gegenüber liegenden Innenwände vorstehen und sich zu einer zweiten 154) der gegenüber liegenden Innenwände erstrecken, die erste gegenüber liegende Innenwand (52) eine höhere Wärmeabstrahlung als die zweite Innenwand (54) besitzt, die Rippen (13) sich entlang einer Strömungsrichtung eines den Kältemittelbehälter (3) verlassenden Kältemitteldampfes erstrecken, die Rippen (13) so geformt sind, dass sich ihre Querbreiten nach und nach von der ersten Innenwand (52) zu der zweiten Innenwand (54) verringern.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 13, bei welcher sich die Rippen (13) eine vorgegebene Länge von der ersten Innenwand (52) erstrecken, welche Abstände zwischen einer Stirnseite der Rippen (131 und der zweiten Innenwand (54) vorsieht.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 13, bei welcher sich die Rippen (13) zu der zweiten gegenüber liegenden Innenwand (54) erstrecken, wobei die Rippen (13) mit der zweiten gegenüber liegenden Innenwand (54) an Stirnenden der Rippen (13) verbunden sind.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 14, bei welcher der Kältemittelbehälter (3) Trennelemente (13B) enthält, welche die erste gegenüber liegende Innenwand (52) mit der zweiten gegenüber liegenden Innenwand (54) verbinden, wobei die Trennelemente (13B) die Kältemittelkammer in mehrere kanalförmige Räume (8A) aufteilen, wobei die Rippen (13A) in den kanalförmigen Räumen (8A) angeordnet sind.
Siede- und Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Kältemittelbehälter (3) als eine flache Form mit einer kleinen Dicke entlang einer Richtung und einer großen Dicke in einer Querrichtung ausgebildet ist, wobei die kleine Dicke des Kältemittelbehälters (3) durch eine erste Innenwand (52) und eine zweite Innenwand (54) definiert ist, der Kältemittelbehälter (3) Zwischenwandabschnitte (56) enthält, welche sich im allgemeinen zu einem Mittelbereich zwischen der ersten Innenwand (52) und der zweiten Innenwand (54) erstrecken, der Kältemittelbehälter (3) Rippen (13A, 13B) besitzt, die sich von der ersten Innenwand (52) zu der zweiten Innenwand (54) erstrecken, die Rippen (13A, 13B) entlang der Querrichtung in dem Kältemittelbehälter (3) angeordnet sind, die Zwischenwandabschnitte (56) unabhängig für jede der Rippen (13A, 13B) vorgesehen sind, die Rippen (13A, 13B) und die Zwischenwandabschnitte entlang der Querrichtung beabstandet sind, um zwischen benachbarten Rippen (13A, 13B) und Zwischenwandabschnitten (56) Abstände vorzusehen.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 17, bei welcher wenigstens ein Teil der mehreren Rippen (13A, 13B) die erste Innenwand 152) und die zweite Innenwand (54) verbindet.
Siede- und Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Kältemittelbehälter (3) aus einem Extrusionsformteil gemacht ist, wobei die Rippen (13A, 13B) und die Zwischenwandabschnitte integral extrusionsgeformt sind.
Siede- und Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Kältemittelbehälter (3) eine Wärmeübertragungsfläche zum Übertragen von Wärme von einem Heizkörper (2) zu einem flüssigen Kältemittel aufweist, wobei der Kältemittelbehälter (3) eine gegenüber einer zweiten Wand (54) angeordnete Wärmeübertragungsfläche besitzt, die Wärmeübertragungsfläche mehrere daran angeordnete Rippen (13) aufweist, die Rippen (13) mit mehreren Ausnehmungen (13a) versehen sind, welche einen Siedebereich der Wärmeübertragungsfläche vergrößern und auf eine minimale Öffnungsbreite zwischen dem Einfachen und dem Dreifachen einer Laplace-Länge gesetzt sind.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 20, bei welcher die Ausnehmungen (13) eine Tiefe des 2- bis 8-fachen der Laplace-Länge aufweisen.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 20, bei welcher die Kältemittelkammer (3) und die Rippen (13) aus einem Extrusionsformteil gebildet sind, wobei die Rippen (13) entlang der Wärmeübertragungsfläche ausgebildet sind, die Wärmeübertragungsfläche eine höhere Temperatur als die gegenüber liegende Wand 154) besitzt.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 20, bei welcher die Ausnehmungen (13a) in einer Schlitzform in den Plattenelementen (13) geöffnet sind.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 23, bei welcher die Siedefläche mit Nuten (66) versehen ist, wobei Seitenabschnitte der Plattenelemente (13) in die Nuten (66) eingesetzt sind, um die Plattenelemente in dem Kältemittelbehälter (3) zu positionieren.
Siede- und Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Kältemittelbehälter (3) und Kältemittelkammern als ein Extrusionsformteil gebildet sind, wobei die Kältemittelkammern mehrere Plattenelemente (13) enthalten, die in den Kältemittelkammern angeordnet sind, welche in Kontakt mit wenigstens einer ersten Innenwand (52) des Kältemittelbehälters (3) stehen, wobei die erste Innenwand 152) eine höhere Erwärmung als eine gegenüber liegende zweite Innenwand (54) des Kältemittelbehälters (3) aufweist; und die Plattenelemente (13) aus einem Metall mit einer ausgezeichneten Wärmeleitung gemacht sind und mehrere in einer Stirnseite offene Kerben (13a) aufweisen, wobei die Stirnseite mit der ersten Innenwand (52) in Kontakt steht.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 25, bei welcher das Extrusionsformteil innere Nuten (66) in der ersten Wand enthält, wobei die eine Stirnseite der Plattenelemente 113) in eine jeweilige Nut (66) eingesetzt ist, um die Plattenelemente (13) zu positionieren.
Siede- und Kühlvorrichtung nach den Ansprüchen 23 und 25, bei welcher die Plattenelemente aus einem Plattierungsmaterial mit einem Lotmaterial auf wenigstens ihrer einen Seite gemacht sind.
Siede- und Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher eine Siedebereichsvergrößerungseinrichtung in dem Kältemittelbehälter (3) angeordnet ist, wobei die Siedebereichsvergrößerungseinrichtung ein Inneres des Kältemittelbehälters (3) in mehrere vertikal verlaufende Kanalabschnitte definiert, wobei die vertikal verlaufenden Kanalabschnitte dem Vergrößern eines Siedebereichs des Kältemittelbehälters (3) dienen; jeder der mehreren Kanalabschnitte mit wenigstens einem anderen der mehreren Kanalabschnitte in dem Kältemittelbehälter (3) in Fluidverbindung steht.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 28, bei welcher die Siedebereichsvergrößerungseinrichtung ein erstes Siedebereichsvergrößerungselement (70), das an einer ersten Stelle in dem Kältemittelbehälter (3) angeordnet ist, und ein zweites Siedebereichsvergrößerungselement (72), das an einer zweiten Stelle in dem Kältemittelbehälter (3) angeordnet ist, enthält; und das erste Siedebereichsvergrößerungselement (70) mehrere erste Kanalabschnitte definiert, das zweite Siedebereichsvergrößerungselement (72) mehrere zweite Kanalabschnitte definiert, die ersten Kanalabschnitte entlang einer Strömungsrichtung des Kältemittels bezüglich der zweiten Kanalabschnitte positioniert sind, die ersten Kanalabschnitte bezüglich der zweiten Kanalabschnitte waagrecht versetzt sind.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 29, bei welcher ein Raum (80) zwischen den ersten Kanalabschnitten und den zweiten Kanalabschnitten vorgesehen ist.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 30, bei welcher der Raum (80) an einer von einem Heizabschnitt eines Heizkörpers (2) abweichenden Stelle angeordnet ist, wobei wenigstens das erste Siedebereichsvergrößerungselement (70) oder das zweite Siedebereichsvergrößerungselement (72) angrenzend an den Heizabschnitt positioniert sind.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 29, bei welcher der Kältemittelbehälter (3) in einer aufrechten Stellung angeordnet ist, wobei mehrere zweite Kanalabschnitte eine mittlere Öffnungsfläche 176) haben, die größer als eine Öffnungsfläche (74) der mehreren ersten Kanalabschnitte ist.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 31, bei welcher die Siedebereichsvergrößerungseinrichtung enthält: ein drittes Siedebereichsvergrößerungselement, das in dem Raum (80) zwischen dem ersten Siedebereichsvergrößerungselement (70) und dem zweiten Siedebereichsvergrößerungselement (72) angeordnet ist; und einen dritten Kanalabschnitt mit einer mittleren Öffnungsfläche größer als die Öffnungsfläche der ersten Kanalabschnitte und die Öffnungsfläche der zweiten Kanalabschnitte.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 28, bei welcher die Siedebereichsvergrößerungseinrichtung Wellrippen (82) sind, wobei die Wellrippen die Kanalabschnitte definieren.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 34, bei welcher die Wellrippen (82) die Kanalabschnitte definieren.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 35, bei welcher Luftklappen (92) in Seitenflächen der Wellrippen (74) geschnitten sind.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 28, bei welcher die Siedebereichsvergrößerungseinrichtung aus mehreren Plattenelementen (13) aufgebaut ist, wobei jedes der Plattenelemente (13) ein Durchgangsloch (92) besitzt, welches eine Verbindung zwischen den mehreren Kanalabschnitten erlaubt.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 37, bei welcher jedes Durchgangsloch (92) jedes Plattenelements an einer von einem Heizabschnitt eines Heizkörpers 12) abweichenden Stelle angeordnet ist.
Siede- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 37, bei welcher ein Vertiefungsabschnitt (94) in einer Innenwand des Kältemittelbehälters (3) zum Einsetzen des Plattenelements 113) vorgesehen ist.
Siede- und Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der erste Kanal (25) und der zweite Kanal (26) des Kühlers vertikal verlaufen.